Real Time Maintenance - ifm.com · Real Time Maintenance ® 1 Nachhaltiges Konzept zur Reduzierung der Instandhaltungskosten & Steigerung der technischen Verfügbarkeit MTU, Bernhard

Real Time Maintenance®

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Nachhaltiges Konzept zur Reduzierung der Instandhal tungskosten &

Steigerung der technischen Verfügbarkeit

MTU, Bernhard Roland

3. RTM Forum – 15.04.08 StuttgartRTM & CMS – Konzept MTU Friedrichshafen

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Inhaltsübersicht

� Vorstellung MTU & Bernhard Roland

� BMBF Projekt Verstand - Reduzierung der Instandhaltungskosten & Steigerung der Verfügbarkeit

� Teilprojekt CMS - Condition Monitoring System an Heller BAZ

� Teilprojekt RTM 3.0 - Real Time Maintenance – zustandsorientierte Instandhaltungsmeldung zur richtigen Zeit - per eMail / SMS - und SAP PM

� Teilprojekt CMSpro - Visualisierung der Diagnose / Echtzeit- & Historiendaten, komplexe Messungen an BAZ mittels Referenzlaufdiagnose

� Veränderung der Instandhaltungsstrategie mit CMS

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Vorstellung MTU & Bernhard Roland

Ein Unternehmen der Tognum-Gruppe

MTU Friedrichshafen GmbH

Diesel- und GasmotorenAntriebs- und Energiesysteme

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Tognum ist einer der führenden Anbieter von schnellaufenden, leistungsstarkenDieselmotoren und kompletten Antriebssystemen für Schiffe, schwere Land- und Schienenfahrzeuge, Industrieantriebe und dezentrale Energieanlagen („Off-Highway-Anwendungen“).

Die Geschäftstätigkeiten umfassen Dieselmotoren, Elektroniksysteme, Gasmotoren und Gasturbine, Einspritzsysteme und Gelenkwellen sowie dezentrale Energieanlagen auf Diesel- und Gasmotoren- bzw. Brennstoffzellen – Basis.

Im Jahr 2007 erzielte die Tognum – Gruppe einen pro-forma Umsatz von 2.835 Mio. €. Die Unternehmensgruppe beschäftigte zum 31.12.2007 weltweit 8.100 Mitarbeiter

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� Maschinenbautechniker

� Seit 2002 in der MTU – Friedrichshafen,als TPM – Koordinator

� Seit 2007 Teamleiter der Instandhaltungsplanung (12 Mitarbeiter)

� Hauptaufgabenschwerpunkt der IH-Planung ist dieWeiterentwicklung des TPM – Prozesses und insbesondereder präventiven Instandhaltung.

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Inhaltsübersicht







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1

6

Instandhaltungsstellen Technische PlätzeEquipments

Forschungsaufgabe: „RTM – Leitfaden“ konstruieren Die Einführung des Real Time Maintenance erfolgt in sechs Schritten

Steuerungsebene: Parameter, Grenzwerte

Efector Octavis Software

Zellenebene:Auswertung, Visualisierung

OPC ServerOPC Client

Planungsebene:Instandhaltungsmeldungen

SAP ERP EAMEmail - Remote

Leitebene:Instandhaltungsregeln

RTM AddOn

Aktor / Sensorebene: Signale, Sensoren

Sensoren digitalanalog…. SPS

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Diagnoseprozess: „Real Time & Trend – Historie“

Betriebstunden-ErfassungNutzlaufzeit - Erfassung

Öl-TemperaturRücklauf Hydr.

Amplitutenwerterfassung der

Messsystem

TemperatursensorLeistungsteile Antriebe

L L L

Lagerüberwachung Hauptspindel

LL

X Y Z

Achs-Ströme / Erfassung Zustand CNC-Achsen

Testprogramm ( immer gleiche Bedingungen )

B

Druckluft –Lecktagenerfassung

Schritt 1 u. 2 Schritt 3

Historie aufVSE 100

time

cond

ition

„Crash-Recorder“in Diagnose-Elektronik

VSE 100

DiagnoseHistorie SQLNach IntervallAchsenstrom

OPC Server&

OPC Router

„Langzeittrend“Historie

time

cond

ition

Schritt 4

RTM AddOnZentraler Rechner• Diagnose• Auswertung• Visualisierung• Trendverlauf• Historie• Instandhaltungs-Meldungen per Mail u. SAP PM

Schritt 5 u. 6

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Reaktiv

Präventiv

Zukünftig

30%Reaktive IH

60%

Präventive IH

10%

Condition Monitoring

Steigerung der präventiven Instandhaltung

Die Instandhaltungsmeistereien sollen zukünftig durch die „zentrale AV“ gesteuert werden

70%Reaktive IH

30%Präventive IH

Reaktiv

Präventiv

Gestern

Instandhaltungsstrategie- & Organisation

Condition Monitoring &Real Time Maintenance

SAP PM

Visualisierung,MDE, BDE,Kennzahlen

Höchstes OptimierungspotenzialHöchstes Risiko: Faktor Mensch

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Inhaltsübersicht







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Risikoanalyse der Instandhaltungsstellen /Entscheidungsmatrix für das Condition Monitoring System

Servicesignal Fernsteuersignal

geringmittelgeringgeringgeringPneumatik

mittelgeringgeringmittelgeringHydraulik

mittelmittelgeringgeringmittelLader

hochhochhochmittelgeringArbeitspindeleinheit

mittelhochhochgeringgeringMesssystem

mittelmittelgeringgeringmittelWZ - Wechsel

geringgeringgeringhochmittelKSS

hoch (X, Y, Z)

hoch

gering

Teilespektrum

hoch

mittel

hoch

Materialkosten

mittelmittelgeringAchsen

mittelgeringgeringElektronik

hochhochgeringRundtisch / Palette

InstandsetzungszeitAusfallzeitAusfallhäufigkeitBaugruppen

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Ergebnis der Risikoanalyse mit Darstellung der möglichen Messorte, Messpunkte und Diagnoseverfahren – bezogen auf Equipment & Baugruppe

+/-

+

-

+

+

+/-

+/-

+

-/+

+

CMS

Für Fangschaltung, Evtl. für RTM – AktionManuelle Signalüberprüfung

Servicesignal Fernsteuersignal

Zuleitung Maschine

In Rücklauf

Lt. Auflistung von H.Hillebrand/H.Bauer

Evtl. Auswerteeinheit im Schaltschrank

Offen

Offen

Entf. (direkt aus Wandler / Phoenix

MCR)

Bereich Achsantrieben

Entf.

Einbauort

Leckagensensor+ zwei digitale Zustandssignale

Temperatursensor

3-4 SchwingungssensorenEvtl. Ölanalysesensor

AmplitudenmessungRückspr. Heller; Marktanalyse vorh. System

Öltemperatur über Hydrauliksensor,ggf. ZUPRO (Dehnung, Stauchung)

offen

Stromaufnahme aus Achs-CPUggf. ZUPRO

Temperatursensor für den Schaltschrank

StromaufnahmeCrasherfassung über HP-Spindel

Sensorik

Ursache: Druckluftlecktagen, -kostenPneumatik

Ursache: Ölverschleißhohe Temperatur durch def. Teile, Ölverluste

Hydraulik

Ursache: Lager, Konus, Verschmutzung, Lüfter, Temperatur

Ursache: Verschmutzung, VerschleißFührungen,

Ursache: Verschleiß, Übergabepos., WZ –Datenverwaltung

Befragung IH-MA (Verschmutzung Siebtrommel, Verschleiß

Ursache: Verschleiß, CrashEinbau, Verschmutzung, Steifigkeit, Dehnung

Ursache: evtl. Leistungsteil

Ursache: Crash/Feuchtigkeit

Ursache

Lader

Arbeitspindeleinheit

Messsystem

WZ – Wechsel

KSS

Achsen

Elektronik

Rundtisch / Palette

Baugruppen

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Diagnoseprozess: „Real Time & Trend – Historie“

DiagnoseHistorie SQLNach IntervallAchsenstrom

OPC Server&

OPC Router

„Langzeittrend“Historie

time

cond

ition

RTM AddOnZentraler Rechner• Diagnose• Auswertung• Visualisierung• Trendverlauf• Historie• Instandhaltungs-Meldungen per Mail u. SAP PM

Betriebstunden-ErfassungNutzlaufzeit - Erfassung

Öl-TemperaturRücklauf Hydr.

Amplitutenwerterfassung der

Messsystem

TemperatursensorLeistungsteile Antriebe

L L L

Lagerüberwachung Hauptspindel

LL

X Y Z

Achs-Ströme / Erfassung Zustand CNC-Achsen

Testprogramm ( immer gleiche Bedingungen )

B

Druckluft –Lecktagenerfassung

Historie aufVSE 100

time

cond

ition

„Crash-Recorder“in Diagnose-Elektronik

VSE 100

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RTM – Überwachungsmatrix für BAZ & WZM„Konzept für Echtzeit- & Historiendiagnose“

Baugruppe Spindel Motor Getriebe X - Y - Z - B - Achse n Hydraulik Druckluft Messsystem Achsantriebe

Wälzlager Spindelwelle

Wälzlager Antriebswelle

Wälzlager Getriebe- stufen Wellen

CNC-Achsen Führungsbahn Kugelrollspindel

Rücklauf Öl - Behälter

Drucksystem Schaltschrank Schaltschrank

Messstelle Spindel Motor Getriebe Servoregler, Achs - CPU Hydraulik-Öl Wartungs-einheit Messsystem Netzteil

MessartenSchwingung x x x xTemperatur x x x xVolumenstrom xDruck x xStrom x x x xDrehmoment x

MesszeitpunktFertigungsprozess x x x x x x xReferenzlauf Trigger x x x x

DiagnosesignalVerschleiß x x x xUnwucht x x xStoß x xKollision x xÜberlast x xSchmiermangel x x xWeg - Genauigkeit x

DiagnosezeitpunktEchtzeit x x x x x x x xLangzeittrend Historie x x x x x x

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Diagnosekonzept für BAZ & WZM - Beispiel BAZ HELLERCMS integriert in Server- Workstation

• Visualisierung• Diagnose• Tiefendiagnose• Auswertung• Analyse• Trendverlauf• IH - Meldungen• Remoteservice• Historie• Ampel

• Visualisierung• Diagnose• Tiefendiagnose• Auswertung• Analyse• Trendverlauf• IH - Meldungen• Remoteservice• Historie• Ampel

SchwingungStromDrehmomentPositionDrehzahlDruckTemperaturVolumenstromTrigger Referenz

ConditionMonitoring

Tool

LangzeittrendSQL DB - z. B.Achsenanalyse

Visualisierung TrendVerschleißverhalten

Echtzeit & Trend - Historie

Instandhaltungs-Meldung per eMail / SMS

Instandhaltungs-Meldung / Auftrag

Im SAPOPC Server

& Router

Condition Monitoring &Tiefendiagnose an der Workstation - Client

SoftwarepaketRTM 3.0

Remoteservice – Diagnosemittels VPN durch Experte oder Masch.- Hersteller

Ferndiagnose

Daten aus CMS - Sensorikvorh. o. zusätzlich

Daten aus SPS – PLC Analogwerte aus DB

Laufleistung

Ver

schl

eiß

Zustand i. O.

Inspektion erforderlich

Instandsetzung erforderlich

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Inhaltsübersicht







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RTM 3.0 ProzessskizzeFunktion und Adaption

OPC Server…OPC Router

RTM 3.0 Middleware

MS SQL

Verschleißdaten, Messdaten, Messwerte,Physikalische Messgrößen digital o. analog

DB – OEE, MTBF,MDE, BDE, SCADA,

Kennzahlen…

Daten aus S5, S7, 840D - SPS & PLC…

Vorhandene & zusätzliche Sensoren Datenbanken Steuerungen

SAP EAMbzw. R/3 PM

Leistungsbezogene Wartung: die Messwerte werden in Messbelege online zum MP am EQ eingetragen

Bei Verschleiß / Grenzwertüberschreitung wird online eine Meldung u. o. ein Auftrag auf dem TP o. EQ erstellt

Die Meld. / Aufträge aus Condition Monitoring und leistungsbezogener Wartung werden im SAP RTM Cockpit visualisiert

Bei Verschleiß / Grenzwertüberschreitung wird eine IH – Mail / SMS versendet

Bei OEE Unterschreitung wird ein Auftrag bzw. eine Meldung auf dem TP o. EQ Erstellt. Die Auswertung OEE erfolgt auf einer MS SQL DB

Daten aus MDE und BDE –SCADA Systemen können ins SAP oder eine DB übertragen werden.

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RTM 3.0„Die wesentlichen Funktionsmerkmale“

ZustandsorientierteInstandhaltung

LeistungsbezogeneWartung

Condition MonitoringEchtzeit & Trend

MaschinendiagnoseMaschinenhistorie

InstandhaltungsregelnBasis Messgrößen

Schnittstelle SAP PM

SchnittstelleOPC Server - DB

Schnittstelle OEEPerformance Analyser

SchnittstelleCMSpro Visualisierung

SchnittstelleeMail – SMS Account

Reduzierung der IH Kosten

Steigerung der Verfügbarkeit

Ausfallsicherheit der Produktionsanlagen

Ausnutzen der Abnutzungsvorräte

Wissensaufbau beiMaschinen & Equipment

RTMRTM3.0

Grundfunktionen Online Schnittstellen Nutzen - Vorteile

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Inhaltsübersicht







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Werksspezifische Darstellung auf Standort - Werk, Abteilung und Maschinenebene – Ampeldiagnose bei EinstiegEbene 1

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Einstieg über Werksebene auf Maschinenebene => anschließend per „Doppelklick“ auf Equipment / Baugruppe z. B. AntriebstemperaturEbene 2

21.05.07 13:25

3568 h

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Verschleißanalyse auf Equipmentebene => direkter Vergleich.Beispiel am BAZ: Achsenhistorie, Spindelhistorie und GetriebehistorieEbene 3

Verschleiß – TrendanalyseBAZ Achse: X, Y, Z, BStrom, Drehmoment undSchwingung

Verschleiß – TrendanalyseBAZ Spindel: Wälzlager Kollision und UnwuchtTemp. & Schwingung

Verschleiß – TrendanalyseBAZ Getriebe - Motor: Wälzlager - GetriebestufenTemp., Strom & Schwingung

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Tiefendiagnose bei „Doppelklick“ auf Ampelanzeige – Trend / Historie der relevanten Verschleißparameter => Zeit- und MessgrößenbezugEbene 4

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Inhaltsübersicht







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Die „Optimierungspyramide“ innerhalb der InstandhaltungDas MTU Projekt bezieht sich in der ersten Phase auf Ebene 2 und 3, dann auf 1 und zum Ende auf Ebene 4

Instandhaltungsstrategie- & Organisation

Condition Monitoring System &Real Time Maintenance

Visualisierung, MDE,BDE, OEE - Kennzahlen

ERPSAP PM

Direkte Wirkung auf dieInstandhaltungskosten &

Verfügbarkeitsoptimierung

Ebene 4

Ebene 3

Ebene 2

Ebene 1

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Condition Monitoring & RTM Prozess „Konsequents für die Instandhaltungsstrategie“Ebene 1

1 h

0,5 h

2 h

AufwandNeu / Jahr

…

+

reaktiv

+

+

+

TPM (Fertigung)

2 h

1 h

4 h

geplanterAufwandAlt / Jahr

…

nein

nein

Nein

jajaja

nein

nein

nein

größereDemontage erforderlich

…………

100 %Werkzeug-wechsler

~ 80 %~20 %Hydraulik

~ 50 %~ 50 %KSS

~ 20 %~ 80 %x-Achsey-Achsez-Achse

~ 80 %~20 %Getriebe

~ 80 %~20 %Motor

~ 30 %~ 40 %~ 30 %Spindel

nach Zustand

nach Nutzung

nach ZeitBau-

gruppen

Instandhaltungs-strategie

SAP -Organisation

Condition Monitoring System (CMS)

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Condition Monitoring & RTM Prozess „Vom Sensor bis ins SAP “Ebene 2

Condition Monitoring System (CMS)

InstandhaltungsregelnRTM 3.0

Instandhaltungsmeldung Auftrag im SAP RTM Cockpit

Instandhaltungs-Meldung eMail / SMS

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Anforderungen & Erwartungen an das Forum, ifm / i-for-T und die Maschinenhersteller

� Orientieren sich CM-Systeme am tatsächlichen Störverhalten / Ausfallverhalten?

� Wie wird zwischen den Branchen differenziert?

� Großindustrie (Papier, Stahl, Chemie etc)

� Automotiv (Transverstrasen, hohe Stückzahlen, etc.)

� Maschinenbau (geringere Stückzahlen und Automatisation

� Wie sehen bei andere Anwender die Konzepte aus (CMS / BDE / SAP)?

� Welche Optimierungspotentiale gibt es für das MTU – CMS?

� Wie haben sich durch CMS die IH- Strategien verhändert?

� Gibt es einen Trend zur Standardisierung von CMS für die Maschinenhersteller?

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